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盒中粒子的随机热力学

统计力学 2016-10-28 v2

摘要

活塞系统(盒中粒子)是传统热力学中最简单且典型的模型。然而,由于势中嵌入的奇异性,最近建立的随机热力学(ST)框架无法应用于该模型系统。在本快报中,我们采用一种新颖的坐标变换技术研究盒中粒子的随机热力学。通过与呼吸谐振子的精确解比较,我们得到了线性响应区下任意协议功分布的解析结果,并验证了涨落-耗散关系的各种预测。当应用于布朗 Szilard 引擎模型时,对于给定足够长的总时间 τ\tau,我们得到最优协议 λt=λ02t/τ\lambda_t = \lambda_0 2^{t/\tau}。我们的研究不仅建立了盒中粒子随机热力学研究的范式,也弥合了 ST 发展中长期存在的鸿沟。

关键词

引用

@article{arxiv.1602.08702,
  title  = {Stochastic Thermodynamics of a Particle in a Box},
  author = {Zongping Gong and Yueheng Lan and H. T. Quan},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1602.08702},
  year   = {2016}
}

备注

6+3 pages, 3+2 figures